废弃水泥混凝土再生骨料在公路施工中的应用技术

废弃水泥混凝土再生骨料在公路施工中的应用技术

中铁十四局集团第三工程有限公司山东省272100

摘要:混凝土由于其组织结构类似于某些天然岩石,故又称为混凝土人造石,本文结合S102(G345)颍上江店孜至阜阳四十铺段二期改建项目试验研究,论证了旧混凝土板再利用的可行性,实际施工中通过再生集料加工性质检测以及道路基层的应用研究,确定再生集料在半刚性基层中的应用完全能够满足现行规范对高等级公路基层的指标要求。

关键词:废弃混凝土再生集料半刚性基层

1、导言

在我国,最近二十余年来建筑业得到了突飞猛进的发展,在生产过程中产生的废弃混凝土也空前增加。据不完全统计,废弃混凝土的数量已占到城市垃圾总量的30%-40%,且绝大部分废弃混凝土未经处理,直接运往郊外或乡村采用露天堆放或填埋的方式进行处理,耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设费用;同时,清运和堆放过程中的遗散和粉尘、灰砂飞扬等问题又对环境造成二次污染,严重破坏了生态环境。

另一方面,近年来建筑材料日趋紧张,材料市场已转化为卖方市场,原材质量价格收到较大影响,加大了施工成本,对于废旧混凝土的再利用显得更为重要。因此,如何合理处理和再生利用废弃混凝土已经成为建筑行业和环境保护部门面临的一个重要课题。

2、工程概况

S102(G345)颍上江店孜至阜阳四十铺段二期改建工程全线为一级公路,一般公路段设计速度80Km/h,双向四车道,兼具城市主干道功能段设计速度60Km/h,双向六车道。主线路面结构层为为20cm低剂量水稳+36cm水稳。全线低剂量水稳底基层91437立方米,水稳基层146732立方米。原公路路面宽15米,混凝土面板厚度24cm-36cm不等,废弃混凝土面板约5万立方米。

3、再生集料主要技术指标及级配选定

再生集料主要检测指标包括压碎值、针片状、含泥量、有机物含量、坚固性。再生集料质量主要取决于废旧混凝土面板本身质量情况和破碎加工工艺情况,本标段废旧混凝土面板采用现场炮锤初步破碎直径40cm-50cm,倒运至碎石加工场集中生产。破碎机采用二级破碎工艺,通过筛分获得再生集料检测指标如下:压碎值(%)≤43.0%实测值23.6%检测结果合格;坚固性(按质量损失计)(%)≤15.0%检测值8.8%检测结果合格;针片状含量(按质量计)(%)≤10.0%实测值9.1%检测结果合格;含泥量(按质量计)(%)≤1.0%实测值0.7%检测结果合格;杂物含量(按质量计)(%)≤1.0%实测值0.8%检测结果合格。再生集料主要性能检测结果显示能够满足路用要求,通过集料筛分合成级配看,再生集料生成后通过试验室筛分形成配合比:G3:G8:G11:XG3为28:20:20:32再生集料完全满足本标段水稳集料的使用要求。

从试验结果来看,再生骨料用于半刚性基层材料在强度指标上能够满足高等级公路基层使用要求,并随龄期增加试件强度不断提高,与新生料对比无本质的区别,在强度形成和发展上符合基层材料的特点。另外,设计图纸要求低剂量水泥稳定碎石底基层水泥剂量按2-3%控制,7天抗压强度2-3Mpa。水泥稳定碎石基层水泥剂量按4-5%控制,7天抗压强度3.5-4.5Mpa。考虑施工配比偏差,低剂量水泥稳定碎石基层选用3%水泥剂量,水泥稳定碎石基层选用5%水泥剂量完全能够满足施工要求。

5、现场试验检测

通过试验段铺筑,现场试验检测各项数据满足设计和规范要求,充分说明本项目生产的再生骨料完全可以满足半刚性基层填筑要求。

根据《公路工程质量检验评定标准》一级公路基层主要检验项目包括压实度、平整度、纵断高程、宽度、厚度、横坡、强度以及弯沉值等。试验段施工检测结果与再生集料有关的检测项目主要是压实度、强度和弯沉值,实际检测结果如下。

压实度(%)代表值98,极值94,实测值96.5、98.4;强度(MPa)强度评定值大于设计要求;弯沉值(mm)底基层106.7,基层24.4,实测值均小于设计值。

6、结束语

国际上再生混凝土的研究与应用从二次世界大战后已经开始,美国、德国、日本等国对废弃混凝土的开发研究和再生利用走在了前列,我国再生混凝土的研究尚处于试验室阶段。但对于再生集料的研究和利用已经逐渐重视,先后颁布了《固体废料污染环境防治法》、《城市固体垃圾处理法》,并在《公路水泥混凝土路面施工技术细则》等规范性文件中,对再生集料使用有了明确的技术要求。

本文通过试验检测数据及现场施工应用总结了再生集料生产和重复利用的可行性,在后续同类工程中应该能够起到一定的参考作用。

参考文献:

[1]邢振贤,周曰农.再生混凝土性能研究与开发思路.建筑技术开发,1998,25(5):28~31.

[2]沙庆林,刚登记公路半刚性路面基层.北京:人民交通出版社1998.

[3]JTJ034-2000,公路路面基层施工技术规范.

[4]JTGE42-2005,公路工程集料试验规程.

[5]JTG/TF30-2014,公路水泥混凝土路面施工技术细则

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